CBIM协同管理平台在项目管理中的应用

丁志强（恒实建设管理股份有限公司，江西 南昌 330096）

0 引言

2021年10月，《中国建筑业信息化发展报告（2021）智能建造应用与发展》（以下简称“《报告》”）发布。《报告》聚焦智能建造，旨在展现当前建筑业智能化实践，探索建筑业高质量发展路径，大力发展数字设计、智能生产、智能施工和智慧运维，加快BIM技术研发和应用。BIM技术作为建筑信息数字化转型的核心技术，逐渐从以建筑工程施工阶段为主的应用向建筑全生命周期应用辐射。本文以新余市妇幼保健院改扩建工程为例，论述如何基于BIM技术将建筑全生命周期内的工程信息、管理信息和资源信息集成在统一模型中，解决设计、施工、运维不同阶段业务分块割裂、数据信息无法共享的问题，实现项目管理一体化、全过程的数字化、信息化应用。

1 CBIM协同管理平台简介

恒实建设管理股份有限公司自主研发的基于云计算的BIM（Cloud-Based BIM，CBIM）全过程多方协同管理平台，以“数字化可视化设计、信息化精细化管理”为指导思想，将BIM技术应用于工程建设全过程。各参建单位在系统的组织框架与标准体系的管理平台下，在项目策划、方案设计、施工管理和项目运维等各阶段，对项目质量、安全、进度、造价进行实时控制，实现技术资源和信息数据的共享。同时，积累数据资产，推进基于一体化数据源的全要素、全生命周期的数据建设，实现多方参与、协同联动的一体化管理。

1.1 CBIM协同管理平台的技术特点

（1）系统架构采用浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）框架模型的Web访问，通过MVC4（一种软件设计模式）实现前后端分离模型搭建，采用Bootstrap样式实现页面的自适应。

（2）建立了反向代理服务，支持高用户并发量。

（3）应用服务层位于数据库等后端通用服务层与反向代理层之间，向上接收由反向代理服务转发而来的客户端访问请求，向下访问由数据库层提供的结构化存储与数据查询服务。

（4）数据库服务由上层Web应用提供关系式或结构化的数据存储与查询支持，根据Web请求的并发量和数据库的吞吐量服务自动均衡数据库的负载。

1.2 CBIM协同管理平台的技术创新点

协同平台基于BIM轻量化和互联网云技术实现设计、采购、施工、运维的全过程管理；通过BIM模型线上解决业主、设计、施工、监理和物业等在信息共享、多方协同管理难题，并实现跨阶段的交互式数据赋能应用；通过将建造数据与BIM模型对比分析，实现虚拟数字建造与现实建筑建造虚实结合，形成建筑数字孪生数据资产。通过知识库的不断积累以及将来的自我学习，形成大数据中心，实现知识的高度融合，解决了传统工程咨询行业以个人经验建立知识体系的局限性，以信息积累到数字产品，建立现代工程咨询模式，从静态信息发展到动态信息，从数字化到智慧化，形成数字化工程管理。

1.3 CBIM协同管理平台与国内外同类技术的比较

随着现代信息技术的发展及其在工程项目管理中的广泛应用，工程项目管理的信息化已经成为工程项目管理研究领域的热点。工程项目管理信息化主要包括两个方面：一是信息化的硬件条件，如计算机硬件网络设备和通信工具等；二是信息化的软件条件，如项目管理软件系统相关的信息化管理制度。从中国当前情况来看，工程项目管理信息化的硬件条件与西方发达国家的差距不大，但是工程项目管理信息化的软件条件却存在着很大的差距。本系统投入运行后，将大大提高项目综合管控能力，使工程建设全生命周期的信息化管理迈上一个新台阶。

1.4 CBIM协同管理平台的应用场景

CBIM协同管理平台适用于建筑全生命周期的各环节，是集智慧全过程咨询、远程管控、风险预警、一站式评价、智慧建筑和智慧监管为一体的大数据管理平台，为建筑咨询和施工管理企业提供信息化解决方案，为业主提供全生命周期建筑数字信息的数字运维服务（如图1所示）。

图1 CBIM项目建设全过程解决方案

2 CBIM协同管理平台应用情况

2.1 项目基本概况

新余市妇幼保健院院区位于江西省新余市渝水区，南邻规划白竹路、东临劳动南路，交通便利。新建门诊保健综合楼工程（以下简称“本工程”）为院区原址改扩建项目，总建筑面积41512.02 m2，其中：地上建筑面积26318.72 m2，地下建筑面积15193.30 m2。本工程全部建成后，新余市妇幼保健院将成为三级甲等妇幼保健院，包括围产健康中心、妇女健康中心和儿童健康中心等业务内容。

2.2 应用过程

2.2.1 设计阶段

在本工程方案设计阶段，利用CBIM协同管理平台，优化院区内整体规划布局，确定综合楼内功能分布，进行消防疏散模拟、光照模拟分析及地上地下交通组织优化。利用修正功能和自动数据比对功能，进一步优化设计数据和方案，最终得到最优方案，以保证后期施工作业顺利开展。同时，在信息化技术的支持下，运用详细、具体地展现出工程中的光源、热能传导以及相关材质信息属性等内容，为设计人员和施工人员全面、科学地掌握建筑工程综合信息提供很大的便捷。

在施工图纸设计阶段，运用CBIM协同管理平台的集成技术，对施工设计图纸进行综合分析。各参建方可在线讨论修改问题，对BIM交付成果进行集中存储，为工作人员日后对施工数据的管理提供基础，进一步保证交付数据的有效性和安全性。

2.2.2 采购与招标阶段

在设计阶段建模后，工程量按工艺分层计算会更加快速和精准，招标使用的工程量清单也会更加准确，材料采购清单、审批流程也能够在线快速生成。这将会大大降低后期的造价控制风险。

2.2.3 施工阶段

（1）施工准备阶段。利用CBIM协同管理平台进行图纸会审，解决管线与管线之间、管线与结构之间的物理碰撞问题。通过碰撞检查的分析模拟，也可发现由不满足安装要求的操作空间，或者因其他净高不符合要求而引起的碰撞问题。碰撞检查主要集中在建筑与结构、内装与结构、钢构与幕墙、机电与土建、水暖电气与管线安装空间等方面，在项目模型深化过程中共发现碰撞点860余处。经分析对比，发现了门诊一楼医疗街口临近自动扶梯处被两根柱阻挡、二楼自动扶梯预留空间过小、住院楼电梯井内框架柱影响电梯安装、横梁阻挡消防门、承台与集水坑碰撞、竖向风井与梁碰撞、建筑与结构标高多处不符等问题。其中的各类图纸问题368条，重大修改涉及土建29条、机电37条、装修51条。

（2）施工阶段。采用BIM技术对砌体施工精准算量排版，提前将门窗、预留洞位置及尺寸进行标识预留；现场按图切割加工，提高砌体砌筑的质量和效率，并生成二维施工图纸和材料用量表。劳务按“统计量×（1＋2%）”领取单楼层材料量，将材料损耗由常规项目的7%减少到2%以内，节省砌体约800 m³。对复杂的梁柱节点钢筋施工，采用BIM技术提前进行排布深化，严格控制搭接长度和拉钩大小等，优化下料长度，节约钢筋；同时对钢筋绑扎顺序进行模拟，优化配筋，预留足够的操作空间，以减小绑扎难度。

（3）应用第三方模板脚手架设计软件，按规范搭设模板脚手架模型，实现快速智能化方案设计、高效设计验算、可视化方案交底、准确工程量统计和精细化施工管理，并生成材料明细表及预埋件平面图。根据优化好的外架模型，生成各阶段脚手架材料的工程量表，指导钢管架材料分批次进场，避免周转材料大量进、出场，从而减少场地占用和租赁费用。

（4）为了使所有施工工序一次成优，项目设立样板区，采用BIM技术建立质量样板模型；上传至云端后，可通过扫描二维码实现实时共享。

2.2.4 施工过程管控

（1）进度管控。CBIM协同管理平台可按总体、年度、季度、月度、周、日逐级制定并分解施工计划。此外，各参建单位均有独立端口登入管理平台，进行施工进度4D模拟分析及工期计划推演、编排，实时掌握施工进度。参建单位管理人员可实现手机端、iPad端和电脑端多端可视化操作，通过不同的维度和专业共同协作，深化模型参数。

（2）质量管控。采用BIM模型融合施工工艺，通过二维码可视化交底，准确、清晰地向施工人员展示工程的质量要求。通过比对现场实物与BIM模型，管理人员能够提高质量检查的效率与准确性，进而实现项目质量可控的目标，提高质量管理水平。

（3）施工安全管理。在BIM 3D模型基础上使用虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术，加强了可视性和具象性。通过构建虚拟展示，为管理人员及现场工人提供交互性设计、可视化印象及沉浸式体验，防范安全风险。通过BIM＋人工智能（Artificial Intelligence，AI）技术实现远程集中监控、违法行为识别和智慧工地管理等。

（4）投资管控。利用BIM技术建立施工阶段的5D模型，结合算量软件，对工程量进行精准计量，对项目中的投资进行精细分析，对每个工序和每个工区的工程量进行合理控制。施工过程中发生的变更签证可在线多方协同处理、审批确认，并按时间生成统计表，对计算的数据的有效性进行确认，有效节省了签证费用的结算周期。此外，工作人员还可以按照造价定额，及时计算出各个阶段的投资成本，进而实现对施工阶段投资的动态管理。

2.2.5 精装修阶段

各参建单位可以在CBIM协同管理平台，通过互动在线确定装修方案。通过BIM技术建立装修模型，辅以渲染表现最终效果，精准展现装修设计的意图，提前将装修效果模拟出来，节省了做样板间的时间和成本；装修效果确定后，可以由模型给出各种材料用量，指导用材的采购；对于多材料的选择对比、配合办公家具设备的预留预埋，也都起到了重要的指导作用。避免了因装修效果达不到业主要求而出现已采购材料无法处理的情况。

2.2.6 运营维保阶段

融合BIM技术与物联网技术，从设计阶段建模就考虑到运维阶段的投入，并在施工的全过程中将工程的变更和施工中的问题以结构化数据的模式进行存储，通过大数据实现实时动态监控，为后期资产维护运营提供信息化的先进管理手段。如此，物业公司在进入工程维保时，便可准确把握工程的竣工资料或图纸档案等细节要求，有效掌握工程设备的具体运行状态。

2.3 CBIM协同管理平台应用成效

（1）解决了传统BIM数据生成及共享交互过程中的软件“卡顿”问题，实现了建筑数据在云端的互联互通和全面应用。

（2）解决了项目管理中数据实时共享、协同管理的难题。

（3）实现了全过程项目管理工作的标准化、数字化和信息化，从而大幅提高了工作效率，降低了管理与沟通成本。

（4）实现数字交付，为后续的物业管理保存了完整的建筑数字信息。

本工程项目管理通过应用CBIM技术，累计节约超出600万元。其中，减少变更、签证、返工节约直接费用约200万余元；提出各类图纸问题及优化建议共409条，确认修改328条，直接节省资金330余万元。进度方面，设计成果线上交付，使图纸交付提前30 d，精装修节约工期约30 d；设计变更、签证电子资料管理齐全，造价审计时间缩短20 d。

3 结语

CBIM技术的应用，打破了建筑产业链中条块分割、信息不通、各专业咨询碎片化和分段式管理的状况，构建了一个传递建筑工程全生命周期各阶段专业接口信息的整合作业环境，使关键建设信息在各参建单位之间能够被及时、准确地传递与共享。通过数字化设计、数字建造、数字运维和数字化管理，大幅提升了工程建设的质量和效率。CBIM协同管理平台应用前景广阔，将为助力施工总承包及全过程工程咨询企业转型升级，发挥巨大的作用。